Profundezas ocultas de Júpiter: porque a atmosfera do gigante gasoso traz novos enigmas para os cientistas

A atmosfera de Júpiter estende-se por milhares de quilómetros até ao interior do planeta. Novas medições da missão Juno da NASA estão a mudar radicalmente a nossa compreensão do gigante gasoso, ao mesmo tempo que levantam novas questões.

Duas das grandes tempestades giratórias de Júpiter, capturadas pela câmara de luz visível JunoCam da sonda Juno a 29 de novembro de 2021. Nuvens brilhantes são vistas a subir repentinamente acima da tempestade inferior, projetando sombras no banco de nuvens abaixo. Imagem: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Kevin M. Gill
Duas das grandes tempestades giratórias de Júpiter, capturadas pela câmara de luz visível JunoCam da sonda Juno a 29 de novembro de 2021. Nuvens brilhantes são vistas a subir repentinamente acima da tempestade inferior, projetando sombras no banco de nuvens abaixo. Imagem: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Kevin M. Gill
Lisa Seyde
Lisa Seyde Meteored Alemanha 8 min

Durante muito tempo, Júpiter foi considerado um simples gigante gasoso: uma atmosfera turbulenta de hidrogénio e hélio na superfície e um núcleo denso abaixo. No entanto, novos dados da missão Juno da NASA e simulações modernas revelam que o maior planeta do sistema solar deve ter uma estrutura muito mais complexa.

"Como seres humanos, tendemos a preencher as nossas lacunas de conhecimento com modelos simples, mas os detalhes estão a tornar-se cada vez mais complexos" – Steven Levin, investigador da missão Juno, Laboratório de Propulsão a Jato da NASA.

Desde a sua chegada em 2016, a sonda Juno tem estudado a atmosfera, o campo magnético e o campo gravitacional do gigante gasoso. Até ao momento, a sonda já completou 83 órbitas, muito mais do que o planeado inicialmente. De facto, as medições atuais indicam que, internamente, Júpiter assemelha-se mais a uma cebola com múltiplas camadas do que a um planeta com estrutura bem definida e núcleo sólido.

Correntes de jato que penetram nas profundezas do planeta

As correntes atmosféricas de Júpiter são particularmente fascinantes. Mais de 20 enormes correntes de jato circundam o planeta de leste para oeste. Os ventos atingem velocidades de cerca de 100 m/s, sendo mais de três vezes mais rápidos do que as correntes de jato da Terra.

Ao contrário da Terra, Júpiter experimenta faixas alternadas de vento a soprar de leste para oeste. A chamada "super-rotação" no equador é particularmente impressionante: ali, a atmosfera move-se mais rápido na direção da rotação do que o próprio planeta. Este fenómeno é difícil de explicar com os modelos atuais.

Polo sul de Júpiter, fotografado pela sonda Juno a uma altitude de 52.000 quilómetros. As formas ovais são ciclones com diâmetros de até 1.000 quilómetros (600 milhas). Imagem: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Betsy Asher Hall/Gervasio Robles
Polo sul de Júpiter, fotografado pela sonda Juno a uma altitude de 52.000 quilómetros. As formas ovais são ciclones com diâmetros de até 1.000 quilómetros (600 milhas). Imagem: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Betsy Asher Hall/Gervasio Robles

Durante muito tempo, não ficou claro se estas correntes afetavam apenas as camadas superiores das nuvens ou se penetravam profundamente no interior da Terra. Somente as medições gravitacionais precisas da Juno revelaram que os jatos se estendem por vários milhares de quilómetros no planeta, até regiões com pressões em torno de 100.000 bar.

Abaixo dessa região, Júpiter parece girar quase como um corpo sólido. No entanto, as transições entre a atmosfera e o interior são muito mais complexas do que se imaginava.

O núcleo enigmático de Júpiter

Uma das questões mais importantes diz respeito ao núcleo do planeta. Os modelos clássicos presumiam que Júpiter se formou com um núcleo sólido de rocha e gelo, que posteriormente atraiu grandes quantidades de hidrogénio. No entanto, novos dados já não se encaixam nesse cenário simplista.

"Júpiter tem um núcleo muito grande, difuso e pouco luminoso. A nossa hipótese é que no centro de Júpiter exista um núcleo pequeno e compacto, e usamos aprendizagem de máquina e inteligência artificial para refinar estes resultados. No entanto, é difícil desenvolver um modelo que realmente funcione" – Scott Bolton, investigador principal da missão Juno no Southwest Research Institute, em San Antonio.

Além disso, o hidrogénio e o hélio adquirem propriedades extremas em grandes profundidades. A cerca de 7.000 quilómetros de profundidade, o hidrogénio é comprimido a tal ponto que se torna condutor de eletricidade e se comporta como um metal. Isto pode levar a interações entre a atmosfera e o campo magnético.

Turbulência, correntes de calor e chuva de hélio

A questão de como as correntes de jato em Júpiter são impulsionadas e desaceleradas também é objeto de intenso estudo por investigadores. Há indícios de que movimentos turbulentos e rotacionais desempenham um papel crucial. Assim como na atmosfera da Terra, estes movimentos transferem momento e energia para os grandes jatos.

Além disso, os cientistas estão a debater outros processos, como a estratificação estável no interior ou a chuva de hélio. Neste processo, o hélio separa-se do hidrogénio sob pressão extrema e desce até às camadas mais profundas do planeta. Este processo poderia libertar quantidades consideráveis de energia.

Imagem em close-up dos seis ciclones no polo sul de Júpiter, capturada em infravermelho a 2 de fevereiro de 2017, durante a terceira passagem da sonda Juno. O JIRAM (Jovian Infrared Auroral Mapper) mede o calor irradiado pelo planeta num comprimento de onda infravermelho de cerca de 5 micrómetros. Imagem: NASA/JPL-Caltech/SwRI/ASI/INAF/JIRAM
Imagem em close-up dos seis ciclones no polo sul de Júpiter, capturada em infravermelho a 2 de fevereiro de 2017, durante a terceira passagem da sonda Juno. O JIRAM (Jovian Infrared Auroral Mapper) mede o calor irradiado pelo planeta num comprimento de onda infravermelho de cerca de 5 micrómetros. Imagem: NASA/JPL-Caltech/SwRI/ASI/INAF/JIRAM

Medições do radiómetro de micro-ondas a bordo da sonda Juno também revelam evidências de células de circulação em grande escala que se estendem a profundidades enormes. Estas células lembram, em certa medida, as células atmosféricas da Terra, mas atingem profundidades ainda maiores.

A zona equatorial permanece particularmente enigmática. Ali, fortes correntes ascendentes e fluxos de calor do interior parecem impulsionar os ventos para leste. O funcionamento exato deste mecanismo ainda é desconhecido.

Missão com resultado incerto

Atualmente, a Juno está a percorrer cada vez mais as regiões polares do planeta, que por muito tempo foram praticamente inacessíveis devido à radiação extrema. A sonda continua a operar de forma confiável, mesmo tendo ultrapassado em muito a duração inicialmente planeada para a sua missão.

Estes resultados são de enorme importância para a investigação planetária. Júpiter permite-nos compreender não apenas os gigantes gasosos do nosso sistema solar, mas também os inúmeros exoplanetas em sistemas estelares distantes.

Portanto, a principal conclusão dos últimos anos é, acima de tudo, que sob as nuvens coloridas de Júpiter está um sistema altamente complexo, composto por correntes profundas, enormes zonas de pressão e processos físicos que ainda são pouco compreendidos. E a cada nova órbita da sonda Juno, o número de perguntas sem resposta aumenta.

Referência da notícia:

The deep atmosphere of Jupiter. 11 de maio, 2026. Keren Duer-Milner.

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